設計要求大不同　汽車專用晶片市場崛起

電子產業正興起一股汽車專用元件開發風潮。由於汽車市場對車用電子元件的需求，與消費性電子、工業應用領域有較大的差異，因此元件供應商開始為汽車市場特別開發專用型產品，藉此分食更多汽車電子市場大餅。

市場逐漸開展　汽車專用MCU發展趨勢成形

根據國際汽車製造商協會(OICA)於甫結束的日內瓦車展提出的預測報告，2013年全球汽車總銷售年成長率將為3%，較2012年的5%微幅下滑。就地區汽車銷售量成長率來看，2013年中國大陸汽車銷售量年成長率為7%，達兩千零六十萬輛，為全球最大市場；而美國則是以一千五百七十萬輛的銷售量與6%的年成長率，位居第二。

隨著車廠在車載資通訊(Telematics)系統內建的安全及娛樂應用日益豐富，以及汽車電子化的發展越來越蓬勃，汽車整車內建的電子元件數量無疑將持續攀升，可望為元件供應商帶來新的市場商機。

德州儀器(TI)亞洲區副總裁暨中國區總裁和大中華區總經理謝兵表示，日前該公司已宣布將產品發展重點轉往類比IC(Analog IC)與嵌入式系統(Embedded System)處理器；而看好汽車產業與工業自動化發展前景，未來德州儀器也將加碼投入於此兩大應用市場所需的產品開發。

由此可見，汽車產業的成長幅度雖然不及消費性電子來得高，但其年成長率與銷售量穩定成長的發展態勢，也讓元件供應商相當看重。

然而，汽車內部所需的電子元件，設計架構和需求與其他應用市場有較大的差異，因此元件商也開始為汽車產業量身打造符合需求且通過車規的專用型產品。

亞德諾(ADI)汽車電子行業市場經理許智斌指出，過去包括微控制器(MCU)、數位訊號處理器(DSP)等業者多以通用型產品滿足消費性電子、工業與汽車等應用市場的需求，但車廠對車用電子產品的可靠度要求越來越嚴格，因此通用型產品角色已逐漸勢微。

另一方面，目前汽車中導入的電子元件數量越來越多，其所創造的市場規模已足以支應晶片商為汽車領域開發專屬產品，因此包括微控制器、DSP或處理器業者已紛紛投入汽車專用型產品的開發。不過，晶片業者跨足汽車專用型產品研發的同時，將首先面臨嚴格的車規要求考驗。

車規認證嚴格且耗時　汽車專用元件開發門檻高

瑞薩電子(Renesas Electronics)營業行銷事業部第一營業行銷部副理何吉哲認為，車用電子元件最大的研發挑戰在於通過車規認證。

目前與車載安全相關的安全性法規包括AEC-Q100、ISO/TS 16949與ISO 26262。其中，AEC-Q100為車廠針對汽車IC元件所制定的汽車運作環境可能面臨的冷熱衝擊與震動等測試規範；TS 16949是由國際汽車推動小組(IATF)和相關國家汽車工業協會共同制定，目的在為全球汽車工業建立統一的上游元件到下游車載裝置供應商品質管理與驗證系統；而ISO 26262著重於汽車電子與電機系統的功能安全，目前歐盟已確定於2015年強制要求汽車元件通過ISO 26262規範。

圖1　意法半導體行銷經理鄧殷敦指出，專攻消費性電子或工業的晶片業者要投入汽車專用產品研發，須經過車廠嚴格考驗，才有機會進入市場。

意法半導體(ST)行銷經理鄧殷敦(圖1)強調，目前許多業者基於安謀國際(ARM)Cortex系列核心推出的處理器或微控制器(MCU)產品，宣稱符合汽車-40~85℃工作溫度，可適用於汽車市場。但光是符合這項條件卻未通過車規認證，仍將無法被車廠認可。

何吉哲指出，所謂的車規並不單指汽車工作溫度，而是各種元件皆須經過1?2年，甚至長達10年的測試，並非所有元件供應商皆有能力投注如此龐大的心力與成本。

不過，鄧殷敦不諱言，在汽車後裝市場車載裝置製造商對於安全性不若車廠重視，因此也會採用為工業或消費性電子領域開發的晶片，如此一來，消費者的行車安全便不能獲得保障，一旦發生事故將求償無門。

值得注意的是，元件產品要能通過車規，業者須微調設計架構。許智斌舉例說明，ISO 26262對視覺輔助駕駛應用的元件要求中，有一條規範是須在微控制器或DSP增加特殊的冗餘架構，確保系統運作的安全，而通用型微控制器或DSP將無法彈性增加此架構，否則將帶來新的成本支出。

另一方面，由於汽車內部系統間以及對外的溝通，皆以控制區域網路(CAN)或本地互聯網路(LIN)等匯流排為主，因此在元件I/O的設計上，也與工業或消費性電子領域不同。

汽車專用元件I/O設計架構較簡易

德州儀器嵌入式處理業務開發經理黃維祥表示，長期以來，車廠已慣於在汽車內部通訊系統使用經過安全性驗證的CAN、LIN或是Flexray；消費性電子則是通用序列匯流排(USB)；工業領域則是I²C、乙太網路，因此一般通用型微控制器或DSP的I/O要支援各應用市場慣用的傳輸介面，不僅提高晶片設計難度，也將無法持續微縮尺寸，甚至還將增加成本。

但若業者專為汽車領域開發專用元件，則可避免上述I/O須支援過多通訊介面的問題，還可進一步降低開發成本。

此外，業者開發汽車專用型元件時，也可沿用消費性電子與工業領域產品的製程技術與設備，進一步節省開發成本。

雖然開發汽車專用元件可降低製程成本，但更重要的是，汽車專用型產品不是通過車規認證後就能獲得車廠青睞，產品仍須經過車廠長時間的驗證，一般消費性電子元件供應商不見得有能力且願意投入長期認證與龐大成本支出。

產品穩定性已被認同　車廠合作業者易獲青睞

泰利特(Telit)台灣暨東南亞地區經理王鉦德指出，元件商針對汽車產業推出專用型產品的發展趨勢，可讓M2M業者開發模組產品時，更順利獲得車廠的認證，因此M2M模組業者必定只採用已通過車規的晶片。

圖2　恩智浦大中華區汽車事業部市場經理甘治國表示，該公司專為汽車市場所設計的DSP產品系列，符合AEC-Q100與ISO 26262標準。

恩智浦(NXP)大中華區汽車事業部市場經理甘治國(圖2)認為，汽車專用型產品須經長期認證，意味著晶片商須投注更多的時間成本，更何況汽車市場相對較封閉，車廠不會輕易改變既有的元件合作對象，因此口袋夠深，且耕耘汽車電子市場夠久，過去產品也已經車廠認可的元件供應商，才能在汽車專用型產品市場中，有較佳的立足點。

甘治國進一步指出，要打進汽車產業鏈，尤其是前裝市場相當困難，這是由於車廠相當重視汽車的安全性，因此可與車廠長期合作的元件供應商，勢必在產品研發、車規認證，皆有相當大的投入，才可開發真正滿足車廠所需的產品。

綜上所述，晶片商看準車用電子市場的規模逐步擴大，遂積極開發汽車專用型產品。目前包括瑞薩電子、意法半導體、恩智浦、亞德諾與德州儀器，皆已投入汽車專用元件的研發。

鄧殷敦強調，汽車專用型產品研發的最大考量，為滿足車廠對於超高安全性的要求，因此元件須具備高品質、高可靠性與設計更嚴謹的特性，才可順利打進車廠供應鏈。